¿Definiendo izquierda y derecha independientes de un cuerpo humano?

De hecho, la mayoría de los ejemplos de etiquetado inequívoco de estados quirales recurren a tener a mano otro objeto quiral previamente etiquetado. Durante mucho tiempo pareció que "izquierda" y "derecha" eran etiquetas totalmente intercambiables. Esta simetría se conoce como paridad .

Sin embargo, resulta que hay una manera de distinguir la izquierda de la derecha de manera fundamental; la paridad no se respeta en determinadas circunstancias. Richard Feynman dio una muy buena charla sobre este tema . (Véase también el texto correspondiente .)

Resumiendo lo que dice, considere la desintegración beta de un neutrón:

$$n \to p + e^- + \bar{\nu}.$$ Experimentalmente se observó que el electrón siempre sale con espín helicoidal izquierdo. Es decir, si mide la proyección de su giro mecánico cuántico intrínseco sobre el eje definido por su dirección de movimiento (con la dirección positiva apuntando hacia adelante), siempre obtendrá $-\hbar/2$y nunca $+\hbar/2$. Esta violación de la paridad , descubierta en 1957, es en cierto sentido máxima cuando está involucrada la fuerza débil, aunque otras interacciones (por ejemplo, el electromagnetismo y la gravedad) no muestran signos de ello.

Con esta violación, puede definir su mano derecha como "la que, cuando el pulgar apunta hacia atrás a lo largo del camino de un electrón emitido en la desintegración beta, tiene los dedos curvados en la dirección del momento angular del electrón".

Después de que se descubrió que la paridad no es una verdadera simetría universal del universo, los físicos comenzaron a preguntarse si tal vez uno podría tomar la imagen especular de un escenario real y cambiar las cargas de todas las partículas (es decir, intercambiar materia y antimateria) y terminar con otro escenario físicamente válido. Esto se conoce como simetría CP. Poco antes de que Feynman diera esa conferencia, se descubrió que la fuerza débil también violaba la simetría CP . Esto deja a CPT como la simetría inviolable: si volteas todas las cargas, miras una imagen especular y ejecutas la película hacia atrás, obtienes un escenario físico igualmente plausible en todos los casos.

La asignación de quiralidad fue arbitraria, ya que la asignación de carga eléctrica por parte de Ben Franklin fue arbitraria (y desafortunada en comparación con la corriente). Como producto cruzado vectorial en una cuadrícula cartesiana tridimensional, X × Y = Z define un sistema de coordenadas de mano derecha; X×Y = -Z es zurdo. Considere la fuerza de Lorentz y los cañones de riel (crédito adicional: ¿dónde está el retroceso?)

Se puede diseñar una molécula que sea "perfectamente" geométricamente quiral (J. Math. Phys. 40, 4587 (1999), Symmetry: Culture and Science 19(4), 307 (2008)) pero no puede ser nombrada izquierda o derecha. entregó. ¿Las ecuaciones que generan una banda de Möbius muestran un giro quiral? Las violaciones de paridad, las rupturas de simetría, las anomalías quirales, la reparación de Chern-Simons de la acción de Einstein-Hilbert sugieren que la física aún puede ser defectuosa con respecto a la quiralidad. física Rev. 104(1) 254 (1956), Phys. Rev. 105(4) 1413 (1957), y Premio Nobel en 1957. La misma violación de paridad fue observada - y negada - en 1928, PNAS 14(7) 544 (1928).

(En el sentido de las agujas del reloj, ya que el sentido de rotación en el hemisferio norte podría atribuirse a los relojes de sol y deosil frente a widdershins).

"Izquierda" y "Derecha" dependen de lo que está adelante y lo que está arriba. Dejar$\vec f$ser un vector que apunta hacia adelante, y$\vec u$ser un vector que apunta hacia arriba. Entonces "izquierda" es la dirección que$\vec u \times \vec f$puntos en. Este es un producto cruzado, y en matemáticas elementales / física a los estudiantes a menudo se les enseña cómo evaluarlo usando la "regla de la mano derecha", que puede parecer que introduce circularidad debido a la referencia a la mano derecha ( en lugar de la mano izquierda). Sin embargo, el producto vectorial tiene una definición matemática perfectamente natural que no hace referencia a la anatomía humana. Alquiler$\vec v = \sum_i _i \hat i$para cualquier vector,

$$\vec u \times \vec f = \left| \begin{array}{ccc} \hat 1 & \hat 2 & \hat 3 \\ u_1 & u_2 & u_3 \\ f_1 & f_2 & f_3 \end{array} \right|$$